新しいタイプの電気自動車用バッテリー最近の研究によると、極端な高温や低温下でもより長く生存できる可能性があるという。

科学者たちは、これらのバッテリーによって、電気自動車は低温環境下で1回の充電でより長距離を走行できるようになり、高温環境下でも過熱しにくくなると述べている。

これにより、EVドライバーの充電頻度が減り、電池長生きする。

アメリカの研究チームは、極端な温度変化に対して化学的に耐性が高く、高エネルギーリチウム電池に添加できる新しい物質を開発した。

「気温が3桁に達し、路面温度がさらに高くなる地域では、高温での動作が求められる」と、筆頭著者であるカリフォルニア大学サンディエゴ校の鄭陳教授は述べている。

「電気自動車では、バッテリーパックは通常、床下、つまり高温になる路面の近くに設置されています。また、走行中に電流が流れるだけでもバッテリーは温まります。」

「バッテリーが高温でのウォームアップに耐えられない場合、その性能は急速に低下するだろう。」

月曜日に米国科学アカデミー紀要に掲載された論文の中で、研究者らは、試験において、これらの電池が摂氏マイナス40度（華氏マイナス104度）と摂氏50度（華氏122度）でそれぞれ87.5％と115.9％のエネルギー容量を維持したことを報告している。

また、クーロン効率もそれぞれ98.2％と98.7％と高く、これはバッテリーが動作しなくなるまでに、より多くの充電サイクルをこなせることを意味する。

これは、リチウム塩とジブチルエーテルからなる電解質によるもので、ジブチルエーテルは医薬品や農薬などの製造に使用される無色の液体です。

ジブチルエーテルは、その分子がバッテリーの動作中にリチウムイオンと容易に相互作用しないため、低温環境下での性能向上に役立ちます。

さらに、ジブチルエーテルは沸点が摂氏141度（華氏285.8度）と非常に高いため、高温でも液体状態を保つことができる。

この電解質が特別な理由は、リチウム硫黄電池に使用できる点にある。リチウム硫黄電池は充電式で、陽極はリチウム、陰極は硫黄で構成されている。

陽極と陰極は、電池の中で電流が流れる部分である。

リチウム硫黄電池は、現在のリチウムイオン電池に比べて1キログラムあたり最大2倍のエネルギーを蓄えることができるため、電気自動車用電池における重要な次世代技術となる。

これにより、EVの重量を増やすことなく航続距離を2倍にすることができる。バッテリーコストを抑えながら荷物を詰める。

硫黄は、従来のリチウムイオン電池の正極材として使用されるコバルトよりも豊富に存在し、環境や人への負担も少ない。

一般的に、リチウム硫黄電池には問題点がある。硫黄正極は非常に反応性が高いため、電池の動作中に溶解してしまう。そして、この現象は高温になるほど悪化する。

また、リチウム金属の負極は、デンドライトと呼ばれる針状の構造を形成することがあり、それが電池の一部を突き刺して短絡を引き起こす可能性がある。

その結果、これらのバッテリーは数十回の充放電サイクルしか持続しない。

カリフォルニア大学サンディエゴ校の研究チームが開発したジブチルエーテル電解質は、極端な高温下でもこれらの問題を解決する。

彼らがテストしたバッテリーは、一般的なリチウム硫黄電池よりもはるかに長いサイクル寿命を示した。

「エネルギー密度の高いバッテリーを作るには、通常、非常に過酷で複雑な化学反応を用いる必要がある」とチェン氏は述べた。

「エネルギーが高いということは、より多くの反応が起こっているということであり、それは安定性の低下、つまり劣化の増加を意味する。」

「安定した高エネルギー電池を作ること自体が難しい課題ですが、それを幅広い温度範囲で実現しようとすると、さらに困難になります。」

「当社の電解質は、高い導電率と界面安定性を提供しながら、正極側と負極側の両方を改善するのに役立ちます。」

研究チームはまた、硫黄カソードをポリマーにグラフト化することで、より安定性を高めるように設計した。これにより、電解液への硫黄の溶出が抑制される。

次のステップとしては、バッテリーの化学組成をスケールアップし、さらに高温での動作を可能にし、サイクル寿命をさらに延ばすことが挙げられます。